2023新教材高考化学二轮专题复习专题精练8化学反应速率和化学平衡

这是一份2023新教材高考化学二轮专题复习专题精练8化学反应速率和化学平衡，共10页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题等内容，欢迎下载使用。

1.根据给出资料，判断以下说法中不正确的是（ ）
其中k为反应速率常数。
A．对于反应①，增大H2浓度（其他条件不变），反应速率增大
B．对于反应①，增大I2浓度（其他条件不变），反应速率增大
C．对于反应②，增大CO浓度（其他条件不变），反应速率增大
D．对于反应②，增大NO2浓度（其他条件不变），反应速率增大
2.[2022·浙江6月]恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：
2NH3（g） eq \(,\s\up7(催化剂)) N2（g）＋3H2（g），测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是（ ）
A.实验①，0～20 min，v（N2）＝1.00×10－5 ml·L－1·min－1
B．实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D.相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
3.若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应2NO（g）＋2CO（g）⇌2CO2（g）＋N2（g） ΔH<0，在进行到t1时刻达到平衡状态的是（ ）
A．①② B．③④ C．①②④ D．②④
4.[2022·陕西省咸阳市一模]NO2和N2O4存在平衡：2NO2（g）⇌N2O4（g） ΔH<0。下列分析正确的是（ ）
A．1 ml平衡混合气体中含1 ml N原子
B．断裂2 ml NO2中的共价键所需能量大于断裂1 ml N2O4中的共价键所需能量
C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的
D．恒温恒压时，充入He（g），容器中混合气体的相对分子质量减小
5.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是（ ）
6.在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·ml－1。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是（ ）
A.从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多转化为三氧化硫，应选择的条件是450 ℃、10 MPa
B．在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃原因是考虑催化剂的活性最佳
C．在实际生产中，为了增大SO2的转化率可以无限量通入空气
D．在实际生产中，采用的压强为常压原因是常压时转化率已经很高，增大压强对设备及成本要求太高
7.已知反应2NO2（g）⇌N2O4（g） ΔH＜0，N2O4的体积百分数随温度的变化平衡曲线如图所示，下列相关描述正确的是（ ）
A．a点的化学反应速率比d点的大
B．平衡常数值：Kb＞Kc
C．d点：v正＜v逆
D．从b点变为c点，只要增加NO2的物质的量
8.某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：
①2X（g）＋Y（g）⇌Z（s）＋2Q（g） ΔH1<0；
②M（g）＋N（g）⇌R（g）＋Q（g） ΔH2>0
下列叙述错误的是（ ）
A．加入适量Z，①和②平衡均不移动
B．通入稀有气体Ar，①平衡正向移动
C．降温时无法判断Q浓度的增减
D．通入Y，则N的浓度增大
9.1，2­二氯丙烷（CH2ClCHClCH3）是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法制备，主要的副产物为3­氯丙烯（CH2===CHCH2Cl），反应原理如下：
Ⅰ.CH2===CHCH3（g）＋Cl2（g）⇌CH2ClCHClCH3（g） ΔH1<0
Ⅱ.CH2===CHCH3（g）＋Cl2（g）⇌CH2===CHCH2Cl（g）＋HCl（g） ΔH2<0
一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2===CHCH3（g）和Cl2（g），在催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ，容器内气体的压强随时间的变化如表所示：
下列说法正确的是（ ）
A．前60 min内， eq \(v,\s\up6(－))（CH2ClCHClCH3）＝5.8 kPa·min－1
B．其他条件不变时，无论是增大压强还是升高温度，CH2===CHCH2Cl的产率均增大
C．若平衡时HCl的分压为9.6 kPa，则丙烯的总平衡转化率为80%
D．若平衡时HCl的分压为9.6 kPa，则反应Ⅰ的压强平衡常数Kp＝22.4 kPa－1
10.[2022·辽宁县级重点高中协作体一模]
H2S分解反应：2H2S（g）⇌2H2（g）＋S2（g）在无催化剂及Al2O3催化下，恒容密闭容器中只充入H2S，在反应器中不同温度时反应，每间隔相同时间测定一次H2S的转化率，其转化率与温度的关系如图所示：
下列说法错误的是（ ）
A．该反应的ΔH>0
B．由图可知，1 100 ℃时Al2O3几乎失去催化活性
C．不加催化剂时，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短
D．A点达到平衡时，若此时气体总压强为 p，则平衡常数 Kp＝0.25 p
二、不定项选择题
11.[2022·山东省临沂市一模]在160 ℃、200 ℃条件下，分别向两个容积为2 L的刚性容器中充入2 ml CO和2 ml N2O（g），发生反应：CO（g）＋N2O（g）⇌CO2（g）＋N2（g） ΔH<0。实验测得两容器中CO或N2的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．当容器中混合气体的密度不随时间变化时，该反应达到平衡状态
B．ac段N2的平均反应速率为0.10 ml·L－1·min－1
C．逆反应速率：c>d>b
D．160 ℃时，该反应的平衡常数Kp＝9
12.[2022·北京市西城区一模]一定温度下，在2个容积均为1 L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：
2NO（g）＋2CO（g）⇌N2（g）＋2CO2（g） ΔH<0，相关数据见下表。
下列说法不正确的是（ ）
A．T1>T2
B．Ⅰ中反应达到平衡时，CO的转化率为50%
C．达到平衡所需要的时间：Ⅱ>Ⅰ
D．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.2 ml CO和0.2 ml CO2，平衡正向移动
13.[2022·山东百师联盟联考]丙烷氧化脱氢制备丙烯的主要反应为2C3H8（g）＋O2（g）⇌2C3H6（g）＋2H2O（g） ΔH<0。在催化剂作用下，C3H8氧化脱氢除生成C3H6外，还生成CO、CO2等物质。实验测得C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化关系如图所示。
已知：
C3H6的选择性＝ eq \f(C3H6的物质的量,反应的C3H8的物质的量) ×100%。下列说法正确的是（ ）
A．C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化曲线分别是b、a
B．温度升高，催化剂的活性增大，C3H8的转化率增大
C．575 ℃时，C3H6的选择性为66%
D．选择相对较低的温度能够提高C3H6的选择性
专题精练（8）
1．解析：由材料可知，反应①的反应速率与H2和I2浓度积成正比，二者浓度增大，反应速率增大；反应②的反应速率只与NO2的浓度平方成正比，只受NO2的浓度影响，NO2浓度增大，反应速率增大，故A、B、D正确，C错误。
答案：C
2．解析：由表格中数据可知，0～20 min，平均反应速率v（N2）＝v（NH3）/2＝（2.40－2.00）×10－3 ml·L－1/（20 min×2）＝1.00×10－5 ml·L－1· min－1，A项正确；催化剂表面积的大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为4.00×10－4 ml·L－1，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10－4 ml·L－1，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60 min平衡时x≠0.4，B项正确；对比实验①、②可知，增加氨气的浓度，反应速率不变，C项错误；对比实验①、③可知，催化剂表面积增大，反应速率增大，D项正确。
答案：C
3．解析：①可逆反应达到平衡状态后，正、逆反应速率相等且不再变化，由图像①知，t1时刻v（正反应速率）最大，之后随反应进行，反应速率发生变化，未达到平衡状态，错误；②该反应的正反应为放热反应，随反应进行，温度升高，平衡常数减小，达到平衡状态后，温度为定值，平衡常数不变，与图像符合，正确；③t1时刻后CO2、NO的物质的量发生变化，t1时刻未达到平衡状态，错误；④t1时刻后，NO的质量分数为定值，t1时刻达到平衡状态，正确。
答案：D
4．解析：没有明确投料量，不能确定1 ml平衡混合气体中N原子的物质的量，故A错误；焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，由于该反应为放热反应，则断裂2 ml NO2中的共价键所需能量小于断裂1 ml N2O4中的共价键所需能量，故B错误；根据勒夏特列原理，缩小容积，浓度增大，则气体颜色变深，浓度增大的程度大于平衡正向移动的程度，故C错误；恒温恒压时，充入He（g），相当于减小压强，平衡逆向移动，容器中混合气体的相对分子质量减小，故D正确。
答案：D
5．解析：A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知，增大压强，平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率降低，正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率降低，不正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确。
答案：B
6．解析：由表中数据可知，450 ℃、10 MPa时SO2的平衡转化率达到99.7%，最大，即理论上应选择的条件是450 ℃、10 MPa，A正确；催化剂能加快反应速率，但其活性受温度影响，硫酸工业用V2O5作催化剂，V2O5在400～500 ℃时的活性强，催化效果好，B正确；氧气适当过量，可使平衡正向移动，可提高SO2的平衡转化率，但无限量通入空气会带走部分热量，使反应温度降低，反应速率减慢，产量减小，C错误；增大压强，SO2的平衡转化率增大，但变化数值不大，并且压强越大，对设备的要求越高，所以工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高，不需要高压，D正确。
答案：C
7．解析：温度越高化学反应速率越快，温度：a点＜d点，则化学反应速率：a点＜d点，A错误；该反应的正反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，温度：b＜c，则平衡常数：Kb＞Kc，B正确；d点N2O4的体积百分数小于平衡状态，要达到平衡状态需要反应正向进行，则v正＞v逆，C错误；b、c点温度不同，从b点变为c点，应该改变温度实现，D错误。
答案：B
8．解析：Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不影响反应②的平衡移动，A正确；通入稀有气体Ar，由于容器体积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；温度降低，平衡①正向移动，平衡②逆向移动，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正确；通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向移动，则N的浓度增大，D正确。
答案：B
9．解析：前60 min内，减小的压强为80 kPa－74.2 kPa＝5.8 kPa，由于反应Ⅱ反应前后气体分子数不变，则分析反应Ⅰ可知减小的压强等于CH2ClCHClCH3的分压，所以 eq \(v,\s\up6(－))（CH2ClCHClCH3）＝ eq \f(5.8,60) kPa·min－1≈0.097 kPa·min－1，A项错误。反应Ⅱ反应前后气体分子数不变，故增大压强，平衡不移动，CH2===CHCH2Cl的产率不变；反应Ⅱ的正反应为放热反应，升高温度，反应Ⅱ逆向移动，CH2===CHCH2Cl的产率减小，B项错误。该温度下，平衡时压强为57.6 kPa，达到平衡时减小的压强为80 kPa－57.6 kPa＝22.4 kPa，等于CH2ClCHClCH3的分压，也等于反应Ⅰ中消耗的丙烯和氯气的分压。若平衡时HCl的分压为9.6 kPa，分析反应Ⅱ可知反应Ⅱ中消耗的丙烯和氯气以及生成的CH2===CHCH2Cl的分压均是9.6 kPa，由于反应前CH2===CHCH3（g）和Cl2（g）的物质的量相等，因此反应前二者的分压均是40 kPa，所以丙烯的总平衡转化率为 eq \f(22.4＋9.6,40) ×100%＝80%，C项正确。平衡时丙烯和氯气的分压均是40 kPa－22.4 kPa－9.6 kPa＝8 kPa，所以反应Ⅰ的压强平衡常数Kp＝ eq \f(22.4,8×8) kPa－1＝0.35 kPa－1，D项错误。
答案：C
10．解析：由图可知，升高温度，H2S的转化率增大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，A项正确；1 100 ℃，有催化剂和无催化剂时，H2S的转化率相等，表明Al2O3几乎失去催化活性，B项正确；不加催化剂时，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，C项正确；A点达到平衡时，H2S的转化率为50%，设加入的H2S的物质的量为x ml，列出三段式：
2H2S（g）⇌2H2（g） ＋ S2（g）
起始 x 0 0
转化 0.5x 0.5x 0.25x
平衡 0.5x 0.5x 0.25x
达平衡时总物质的量为1.25x，
Kp＝ eq \f(p2（H2）p（S2）,p2（H2S）) ＝ eq \f(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(（\f(0.5x,1.25x)）p))\s\up12(2)（\f(0.25x,1.25x)）p,\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(（\f(0.5x,1.25x)）p))\s\up12(2)) ＝（ eq \f(0.25x,1.25x) ）p＝0.2p，D项错误。
答案：D
11．解析：由方程式可知，建立平衡过程中，气体总质量、容器的体积保持不变，混合气体的密度不随时间变化时，故密度不变不能作为平衡状态的判断依据，A错误；ac段N2的平均反应速率为v＝ eq \f(Δc,Δt) ＝ eq \f(Δn,VΔt) ＝ eq \f(（1.2－0.4） ml,2L·（10－2） min) ＝0.05 ml·L－1·min－1，B错误；随着反应的进行，N2的物质的量增大，CO的物质的量减小，故ac曲线表示N2随时间的变化，bd曲线表示CO随时间的变化，由图中可知ac先达到平衡，说明ac对应的温度更高，故逆反应速率c＞d，由d点生成物浓度高于b点，故逆反应速率d＞b，故逆反应速率：c>d>b，C正确；bd曲线对应温度为160 ℃，由图中数据可知160 ℃时，d点达到平衡，平衡时CO的物质的量为0.5 ml，故三段式为：
CO（g）＋N2O（g）⇌CO2（g）＋N2（g）
起始量（ml） 2 2 0 0
转化量（ml） 1.5 1.5 1.5 1.5
平衡量（ml） 0.5 0.5 1.5 1.5
该反应的平衡常数
Kp＝ eq \f(p（CO2）p（N2）,p（N2O）p（CO）) ＝ eq \f(\f(1.5,4)p总·\f(1.5,4)p总,\f(0.5,4)p总·\f(0.5,4)p总) ＝9，D正确。
答案：CD
12．解析：两次实验起始投入量相同，该反应为放热反应，温度T2达到平衡时，二氧化碳的量少，降温平衡正向移动，故T1>T2，A正确；Ⅰ中反应达到平衡时，CO2的物质的量为0.1 ml，则参加反应的CO的物质的量为0.1 ml起始投入量为0.2 ml，则其转化率为50%，B正确；T1>T2，温度越高，反应速率越快，达到平衡所需要的时间越短，C正确；恒容1 L的容器中，对于反应Ⅰ平衡时NO、CO、N2、CO2的物质的量分别为0.1 ml、0.1 ml、0.05 ml、0.1 ml，平衡常数K＝ eq \f(0.05×0.12,0.12×0.12) ＝5，平衡后向容器中再充入0.2 ml CO和0.2 ml CO2，此时浓度商Qc＝ eq \f(0.05×0.32,0.12×0.32) ＝5，K＝Qc，平衡不移动，D错误。
答案：D
13．解析：由题给已知条件可知，丙烷转化成C3H6的过程中还生成CO、CO2等物质，即反应的丙烷没有完全转化为C3H6，由题给图像可知，反应温度相同时，b曲线纵坐标的数值小于a曲线纵坐标的数值，则a曲线为C3H8的转化率曲线，b曲线为C3H6的产率曲线，A项错误；由图可知随温度升高，丙烷的转化率增大，说明催化剂活性增大，B项正确；575 ℃时，反应的C3H8为33%，生成的C3H6为17%，则C3H6的选择性为 eq \f(17%,33%) ×100%＝51.5%，C项错误；由图像可知，高温使得C3H6的选择性降低，选择相对较低的温度可以提高C3H6的选择性，D项正确。
答案：BD
化学反应
反应速率与参与反应物质的浓度的关系式
①H2＋I2===2HI（气体反应）
v＝kc（H2）c（I2）
②CO＋NO2===CO2＋NO
v＝kc2（NO2）
编号
时间/min
c（NH3）/（10－3 ml·L－1）
表面积/cm2
0
20
40
60
80
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
x
③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
选项
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
增大压强
N2的浓度一定变小
B
升高温度
N2的转化率变小
C
充入一定量H2
H2的转化率不变，N2的转化率变大
D
使用适当催化剂
NH3的体积分数增大
温度/℃
平衡时SO2的转化率/%
0.1 MPa
0.5 MPa
1 MPa
5 MPa
10 MPa
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.4
65.2
61.6
57.6
57.6
容器编号
温度/℃
起始物质的量/ml
平衡物质的量/ml
NO（g）
CO（g）
CO2（g）
Ⅰ
T1
0.2
0.2
0.1
Ⅱ
T2
0.2
0.2
0.12